WO2022086369A1 - Method for producing drinking water from seawater and device for carrying out same - Google Patents
Method for producing drinking water from seawater and device for carrying out same Download PDFInfo
- Publication number
- WO2022086369A1 WO2022086369A1 PCT/RU2021/000527 RU2021000527W WO2022086369A1 WO 2022086369 A1 WO2022086369 A1 WO 2022086369A1 RU 2021000527 W RU2021000527 W RU 2021000527W WO 2022086369 A1 WO2022086369 A1 WO 2022086369A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- water
- sea water
- steam
- condensate
- evaporator
- Prior art date
Links
- 239000013535 sea water Substances 0.000 title claims abstract description 86
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 title claims abstract description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 89
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 50
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 30
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 30
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 22
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 22
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 21
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 claims description 79
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 31
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 15
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 15
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 14
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 2
- 235000012206 bottled water Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 8
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 7
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 7
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 6
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Substances [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 3
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005115 demineralization Methods 0.000 description 1
- 230000002328 demineralizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001729 effect on metabolism Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011005 laboratory method Methods 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009938 salting Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/28—Evaporating with vapour compression
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
- B01D5/0057—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation in combination with other processes
- B01D5/006—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation in combination with other processes with evaporation or distillation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D9/00—Crystallisation
- B01D9/0018—Evaporation of components of the mixture to be separated
- B01D9/0031—Evaporation of components of the mixture to be separated by heating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D9/00—Crystallisation
- B01D9/0059—General arrangements of crystallisation plant, e.g. flow sheets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D9/00—Crystallisation
- B01D9/02—Crystallisation from solutions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
- C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/10—Energy recovery
Definitions
- the group of inventions relates to the field of drinking water supply and, in particular, to the production of drinking water from sea water by its deep processing.
- a known method of desalination of sea water is given in the description of the operation of options for a reverse osmosis desalination plant [Description of the invention to the international application PCT WO201 1090399 dated 26.03.2010, IPC BOID 61/08, C02F 1/44, publ. 28.07.2011], which includes filtration of sea water to remove mechanical impurities of the supplied sea water, and separation of the sea water flow into demineralized and concentrated brine using a reverse osmosis process on a reverse osmosis membrane.
- this process is implemented as follows: a pump delivers sea water through a filter to the evaporator, where, due to bubbling with superheated steam, it is heated and thickened due to evaporation.
- the condensed brine is sent to the spray mold, where, under the action of superheated steam, water evaporates from the surface of the drops until the salts contained in the drops crystallize.
- Steam from the crystallizer is sent to the evaporator bubbler, after which the evaporator vapor is divided into two streams - one after compression and heating is sent to the bubbler, and the second to the condenser, in which demineralized water is formed in the form of condensate.
- the water obtained as a result of steam condensation in the condenser is completely demineralized and is not suitable for use as drinking water.
- the crystallization of salt by evaporation of water from the surface of the drops leads to the formation of a mixture of salts in the crystals that make up sea salt, which leads to the need to utilize the concentrated sea salt brine and discharge it into special storage tanks or back into the sea, which negatively affects the environmental situation of the natural environment. environment due to high salt content and high brine temperature.
- the task to be solved by the first invention of the group and the achieved technical result is to obtain water of drinking quality from sea water and reduce the impact on the environment due to its deep processing, eliminating the need for self-disposal of concentrated hot brines.
- a method for obtaining drinking water from sea water - including purification of sea water from insoluble impurities, separation of the sea water flow by evaporation into condensate and concentrated brine, vapor compression, crystallization to obtain crystals with their separation by filtration, evaporation of sea water is carried out to a concentration of supersaturation of sodium chloride with crystallization of sodium chloride and separating its crystals from the concentrate obtained during crystallization by filtration, and the concentrate freed from sodium chloride crystals is mixed with condensate, while vapor compression is carried out with its moistening to saturation, and evaporation is carried out by transferring the heat of condensation of the compressed and moistened vapor to sea water through the heat exchange surface.
- a reverse osmosis desalination module (two options) is known, including a filtration unit for mechanical impurities of the incoming sea water, a hydraulic drive and a reverse osmosis membrane [Description of the invention to the international application PCT WO2011090399 dated 26.03.2010, IPC B01D 61/08, C02F 1/44, publ. 28.07.201 1].
- the invention solves the problem of autonomy and compactness of the desalination module, as well as increasing its maintainability and reliability.
- the disadvantage of the desalination module is that during operation In reverse osmosis membranes, there is not only pure water at its outlet, but also concentrated brine (brine), the disposal of which leads to pollution of the environment by the salts and heat contained in the brine. In addition, the resulting pure water is completely demineralized and unsuitable for drinking.
- a desalination plant which includes a block for filtering mechanical impurities of the supplied sea water, a pump and an evaporator in the form of a bubbling chamber connected to it in series, a condenser connected to the evaporator with a condensate line, a steam compressor and a crystallizer connected to the evaporator with its input, the output of which is connected to a filtering device, steam source and other elements [Description of the utility model to the patent of the Russian Federation No. 81720 dated 12/16/2008, IPC C02F 1/04, publ. 03/27/2009 Bull. No. 9].
- the utility model solves the problem of obtaining distillate using a simple and reliable device. It is declared that there are no reverse discharges of solutions with high salinity and temperature into the environment and a decrease in heat emissions into the environment.
- the task to be solved by the second invention of the group and the achieved technical result also lies in obtaining drinking-quality water from sea water and reducing the impact on the environment due to its deep processing, which eliminates the need for independent disposal of concentrated hot brines.
- a device for obtaining drinking water from sea water - including a filtration unit mechanical impurities of the supplied sea water, a pump and an evaporator connected to it in series, a condenser with a condensate line, a steam compressor connected to the evaporator with its inlet and a crystallizer, the outlet of which is connected to a filtering device, and the steam source, the evaporator and the condenser have a common heat exchange surface provided with distribution device for sea water from the side of the evaporator, and the steam compressor is installed with its outlet at the inlet to the condenser and is equipped with a nozzle for supplying water to steam, and a heat exchanger is located at the outlet of the mechanical impurities filtration unit, while the crystallizer is equipped with a heat exchange surface, the heating side of which communicates with the source steam, and the filtering device is configured to filter out the salt concentrate, while the condensate line
- the filtering device is made in the form of a centrifuge
- a filter is installed between the evaporator and the crystallizer
- the nozzle for supplying water to the steam compressor communicates with the condensate line before it enters the heat exchanger;
- the steam source is made in the form of a steam compressor with its own water supply nozzle, while the compressor inlet is connected to the crystallizer volume from the side of the concentrated sea salt solution supply, and the water supply nozzle and the crystallizer volume from the steam supply side communicate with the condensate line before its entry into heat exchanger.
- the group of inventions is illustrated by a drawing, which schematically shows a method for obtaining drinking water from sea water using the example of the operation of the corresponding device.
- sea water has a specific chemical composition given in Table 1 (http://ctcmetar.ru/metallurgiya-magniya/8391 - prirodnye-rastvory-magnievyh-soley.html).
- Table 2 shows the ratios of chemical elements contained in the average sea water and human blood plasma in terms of dry matter, % (https://present5.com/presentation/38356841 437427902/image-15.
- sea water contains the entire periodic table in a small concentration. If excess sodium chloride is removed from sea water, then all trace elements will remain in it. The need for the human body of the entire spectrum of chemical elements is undeniable, man has lived and used these trace elements throughout his existence on earth, although science has not fully studied their effect on metabolism.
- the method for obtaining drinking water from sea water includes purification of sea water from insoluble mechanical impurities, separation of the sea water flow by evaporation into condensate (distilled water) and concentrated brine with a predominance of sodium chloride, vapor compression, crystallization to obtain crystals with their separation by filtration, while evaporation of sea water water is carried out to the concentration of supersaturation of sodium chloride with the crystallization of sodium chloride and the isolation of its crystals from the concentrate obtained during crystallization by filtration, and the concentrate freed from sodium chloride crystals, which is the salts necessary for the body, is mixed with condensate, resulting in a usable and useful drinking water, wherein the flash steam is compressed with its humidification to saturation, and the evaporation is carried out by transferring the heat of condensation of the compressed and moistened steam to sea water through the heat exchange surface.
- compression is performed, although not necessarily, with the entire amount evaporation, while sea water is heated before evaporation by exchanging heat with condensate, concentrated brine is filtered before crystallization to separate a small amount of crystals of sparingly soluble salts from it, and crystallization of sodium chloride is carried out to a state of saturation of any of the soluble salts accompanying it in sea water.
- the present method is implemented on an appropriate device for producing drinking water from sea water, which includes a block for filtering mechanical impurities 1 of the supplied sea water, connected to it in series by a pump 2 and an evaporator 3, connected to the evaporator 3, a condenser 5 with a condensate line 4, connected to the evaporator 3 by its own the steam compressor 7 and the crystallizer 8, the outlet 9 of which is connected to the filtering device 10, and the steam source 11.
- the evaporator 3 and the condenser 5 have a common heat exchange surface 12, provided with a distribution device 13 for sea water on the side of the evaporator 3, and the steam compressor 7 installed with its outlet 14 at the inlet to the condenser 5 and equipped with a nozzle 15 for supplying water (hot condensate) to steam, and at the outlet 16 of the mechanical impurities filtration unit 1 a heat exchanger 17 is placed, while the mold 8 is provided with a heat exchange surface 18, the heating side of which communicates with the source pair 11, and the filter device 10 is It is equipped with the ability to filter the salt concentrate, while the condensate line 4 after its exit from the heat exchanger 17 is equipped with a mixer 1 connected to the outlet 20 of the concentrate of the filtering device 10.
- the heat exchanger 17 communicates with its heating side with the condensate line 4, the filtering device 10 is made, preferably in the form of a centrifuge, between the evaporator 3 and And the filter 21 is installed by the crystallizer 8, and the nozzle 15 for supplying water to the steam compressor 7 communicates with the condensate line 4, while the steam source 1 1 is made in the form of a steam compressor 22 with its own nozzle 23 for supplying water, while the inlet of the compressor 22 is connected with the volume of the crystallizer 8 from the side of the supply of a concentrated solution of sea salt, and the nozzle 23 of the water supply and the volume of the crystallizer 8 from the side of the steam supply communicate with the condensate line 4 before it enters the heat exchanger 17.
- Evaporation of sea water to a supersaturation concentration of sodium chloride is carried out in order to crystallize sodium chloride and isolate its crystals from the concentrate obtained during crystallization by mechanical filtration, for example, using centrifuges, mechanical or fabric filters.
- Compression of the vapor with its humidification to the state of saturation provides an increase in the temperature of its condensation, which ensures the transfer of the heat of condensation through the heat exchange surface 12 to sea water in the evaporator 3, and evaporation is carried out precisely by transferring the heat of condensation of the compressed and moistened vapor to the sea water through the heat exchange surface 12, which allows repeatedly, while the device is operating, use the heat of vaporization spent during evaporation, returning it to the evaporation process as the heat of condensation.
- the implementation of compression with the entire amount of vapor allows conduct the evaporation process without supplying an additional amount of steam to the technological chain.
- the amount of condensed water (condensate) is equal to the amount of water evaporated.
- Heating sea water before evaporation by exchanging heat with condensate makes it possible to heat sea water to the boiling point without additional heat costs, while cooling the condensate, which makes it possible to supply it after mineralization to the drinking water supply network.
- Differences in boiling and moisture condensation temperatures provide compensation for heat losses and a sufficient temperature drop on the heat exchange surface in heat exchanger 17.
- Filtration of concentrated brine before crystallization is an optional technological operation, however, it makes it possible to exclude the ingress of turbidity (gypsum microcrystals and calcium carbonates) into drinking water.
- the process of crystallization of sodium chloride should be carried out to the state of saturation of any of the soluble salts accompanying it in sea water. This cuts off the inclusion of additional ballast impurities in the composition of "pure" sodium chloride, which are characteristic of ordinary table salt.
- the sodium chloride remaining in the concentrate after adding the entire concentrate to the condensate is approximately 17 mg/l in the resulting drinking water, which does not worsen, but further improves the consumer properties of drinking water.
- the presence of a steam compressor 7 at the inlet to the condenser 5 and the supply of the compressor 7 with a nozzle 15 for supplying water to steam makes it possible to increase the evaporation potential, i.e. increase its condensation temperature, which ensures the temperature difference on the heat exchange surface 12 and, accordingly, the transfer of condensation heat from condensate to sea water, i.e. ensures the evaporation process without introducing additional heat into the process.
- the placement of the heat exchanger 17 at the outlet 16 (immediately after the pump 2) of the mechanical impurities filtration unit 1 makes it possible to utilize the heat contained in the condensate, lower its temperature and eliminate the costs of heating the sea water supplied for processing.
- the crystallizer 8 is equipped with its own heat exchange surface 18, the heating side of which communicates with the steam source 11. It is due to this that crystallization of sodium chloride is released from the concentrate solution as a process waste in the process of obtaining drinking water and, at the same time, an independent commercial product.
- the process of crystallization of sodium chloride to the state of saturation of any of the soluble salts accompanying it in sea water is controlled by means of devices that determine the density of solutions, for example, polarimeters, water content meters based on capacitive sensors, absorption of radio waves of certain frequencies, laboratory methods, etc.
- the concentrate solution for removing sodium chloride from it passes through the filtering device 10, which can be, in addition to the centrifuge, also cyclones, mechanical or fabric filters, and other devices.
- the filtering device 10 can be, in addition to the centrifuge, also cyclones, mechanical or fabric filters, and other devices.
- a concentrate is formed containing refined impurities characteristic of high-quality drinking water.
- mixing the concentrate with chilled condensate makes it possible to obtain ready-to-drink drinking water.
- the process of obtaining concentrate and chilled condensate, and their mixing is continuous, which excludes the possibility of an artificial increase in the concentration of salts in drinking water.
- mechanical impurities, sparingly soluble salts and excess sodium chloride are removed from sea water.
- the output is water of drinking quality with unique properties that are not characteristic of other technologies for its production.
- the condensate in the condenser 5 flows into its lower part and enters the condensate line 4.
- This liquid is demineralized (distilled) water.
- Hot distilled water from the condenser 5 is sent to the heat exchanger via the condensate line 4 17, where it gives off its heat to filtered sea water, which is heated and sent to the evaporator 3.
- the solution of sea salt concentrated to the state of saturation of sodium chloride, formed as a result of the evaporation of moisture from sea water in the evaporator 3, is filtered on the filter 21 in order to remove from it a suspension of crystals of sparingly soluble salts (gypsum, carbonates) formed during the heating and evaporation of sea water, and is sent to the crystallizer 8, in which there is an additional evaporation of water from a concentrated solution of sea salt by transferring heat from the coolant through the heat exchange surface 18 with the formation of a supersaturated sodium chloride solution, in which crystals of sodium chloride are formed.
- the crystallization process is carried out to a state of saturation with any of the other soluble salts of the solution.
- Mixture of sodium chloride crystals and intercrystalline liquid (mass mass) is sent to the filtering device 10, which is preferably used as a centrifuge, in which sodium chloride crystals are separated from the intercrystalline liquid.
- Intercrystalline liquid - a concentrate - is a concentrated solution of salts useful for the human body in their natural ratio. This solution is sent to the mixer 19, where it is introduced into the cooled condensate for the purpose of its mineralization, resulting in ready-to-use drinking water.
Abstract
A method for producing drinking water from seawater includes purifying seawater of impurities, separating the flow of water by evaporation into a condensate and brine, compressing the vapour, and carrying out crystallization, with the crystals being separated off by filtration. Evaporation is carried out until the concentration of sodium chloride reaches supersaturation and the sodium chloride crystallizes. The concentrate is then mixed with the condensate. A device for producing drinking water from seawater comprises a unit for filtering solid impurities (1), a pump (2), an evaporator (3), a condenser (5) having a condensate pipe (4), a vapour compressor (7) connected to the evaporator by an inlet (14), a crystallizer (8), and a source of vapour (11). The evaporator (3) and the condenser (5) have a common heat exchange surface (12) which is provided with a distributing device (13). The vapour compressor (7) is provided with a jet (15) for feeding water into the vapour. Disposed at an outlet (16) is a heat exchanger (17). The condensate pipe (4) is provided with a mixer (19) which is connected to an outlet (20). The invention makes it possible to provide for the thorough treatment of seawater to produce potable water.
Description
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ИЗ МОРСКОЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ METHOD FOR PRODUCING DRINKING WATER FROM SEA WATER AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
Группа изобретений относится к области питьевого водоснабжения и, в частности, к получению питьевой воды из морской путем её глубокой переработки. The group of inventions relates to the field of drinking water supply and, in particular, to the production of drinking water from sea water by its deep processing.
Известен способ опреснения морской воды, приведенный в описании работы вариантов опреснительной установки обратного осмоса [Описание изобретения к международной заявке PCT WO201 1090399 от 26.03.2010, МПК BOID 61/08, C02F 1/44, опубл. 28.07.2011], который включает фильтрацию морской воды с целью удаления механических примесей подводимой морской воды, и разделение потока морской воды на обессоленную и концентрированный рассол с помощью процесса обратного осмоса на мембране обратного осмоса. A known method of desalination of sea water is given in the description of the operation of options for a reverse osmosis desalination plant [Description of the invention to the international application PCT WO201 1090399 dated 26.03.2010, IPC BOID 61/08, C02F 1/44, publ. 28.07.2011], which includes filtration of sea water to remove mechanical impurities of the supplied sea water, and separation of the sea water flow into demineralized and concentrated brine using a reverse osmosis process on a reverse osmosis membrane.
Недостатком данного способа является наличие после его применения не только чистой воды, но и концентрированного рассола (рапы), утилизация которого приводит к загрязнению окружающей природной среды. Кроме того, полученная чистая вода является полностью обессоленной и непригодна к употреблению в качестве питьевой. Кроме того, в силу особенностей работы установок обратного осмоса происходит тепловое загрязнение окружающей среды из-за высокой температуры рапы. The disadvantage of this method is the presence after its application not only pure water, but also concentrated brine (brine), the disposal of which leads to environmental pollution. In addition, the resulting pure water is completely demineralized and unsuitable for drinking. In addition, due to the peculiarities of the operation of reverse osmosis plants, thermal pollution of the environment occurs due to the high temperature of the brine.
Также известен способ опреснения морской воды, раскрытый в работе опреснительной установки [Описание полезной модели к патенту РФ № 81720 от 16.12.2008, МПК C02F 1/04, опубл. 27.03.2009 Бюл. № 9], который включает очистку морской воды от нерастворимых примесей, разделение потока морской воды выпариванием на конденсат и концентрированный рассол, компрессию выпара, кристаллизацию с получением кристаллов с их
выделением фильтрацией. В установке этот процесс реализуется следующим образом: насос через фильтр подаёт морскую воду в испаритель, где за счет барбатирования перегретым паром происходит ее нагрев и сгущение за счет испарения. Далее сгущенный рассол направляется в кристаллизатор-разбрызгиватель, где под действием перегретого пара происходит испарение воды с поверхности капель до кристаллизации содержащихся в каплях солей. Пар из кристаллизатора направляется в барботер испарителя, после чего выпар испарителя разделяется на два потока - один после сжатия и нагрева направляется в барботер, а второй - в конденсатор, в котором образуется обессоленная вода в виде конденсата. Also known is a method of desalination of sea water, disclosed in the operation of the desalination plant [Description of utility model to the patent of the Russian Federation No. 81720 dated 12/16/2008, IPC C02F 1/04, publ. 03/27/2009 Bull. No. 9], which includes purification of sea water from insoluble impurities, separation of the sea water flow by evaporation into condensate and concentrated brine, vapor compression, crystallization to obtain crystals with their extraction by filtration. In the installation, this process is implemented as follows: a pump delivers sea water through a filter to the evaporator, where, due to bubbling with superheated steam, it is heated and thickened due to evaporation. Next, the condensed brine is sent to the spray mold, where, under the action of superheated steam, water evaporates from the surface of the drops until the salts contained in the drops crystallize. Steam from the crystallizer is sent to the evaporator bubbler, after which the evaporator vapor is divided into two streams - one after compression and heating is sent to the bubbler, and the second to the condenser, in which demineralized water is formed in the form of condensate.
Полученная в результате конденсации пара в конденсаторе вода является полностью обессоленной и не пригодна для использования в качестве питьевой. Кроме того, кристаллизация соли испарением воды с поверхности капель приводит к получению в кристаллах смеси солей, составляющих морскую соль, что приводит к необходимости утилизации концентрированного рассола морской соли и сбросу его в специальные накопители или обратно в море, что отрицательно сказывается на экологической обстановке окружающей природной среды из-за высокого содержания солей и высокой температуры рассола. The water obtained as a result of steam condensation in the condenser is completely demineralized and is not suitable for use as drinking water. In addition, the crystallization of salt by evaporation of water from the surface of the drops leads to the formation of a mixture of salts in the crystals that make up sea salt, which leads to the need to utilize the concentrated sea salt brine and discharge it into special storage tanks or back into the sea, which negatively affects the environmental situation of the natural environment. environment due to high salt content and high brine temperature.
Задача, на решение которой направлено первое изобретение группы и достигаемый технический результат заключаются в получении воды питьевого качества из морской воды и снижении воздействия на окружающую природную среду за счёт её глубокой переработки, исключающей необходимость самостоятельной утилизации концентрированных горячих рассолов. The task to be solved by the first invention of the group and the achieved technical result is to obtain water of drinking quality from sea water and reduce the impact on the environment due to its deep processing, eliminating the need for self-disposal of concentrated hot brines.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в первом изобретении группы - способе получения
питьевой воды из морской, - включающем очистку морской воды от нерастворимых примесей, разделение потока морской воды выпариванием на конденсат и концентрированный рассол, компрессию выпара, кристаллизацию с получением кристаллов с их выделением фильтрацией, выпаривание морской воды проводится до концентрации пересыщения хлористого натрия с кристаллизацией хлористого натрия и выделением из полученного при кристаллизации концентрата его кристаллов фильтрацией, а освобожденный от кристаллов хлористого натрия концентрат смешивают с конденсатом, при этом компрессию выпара производят с его увлажнением до состояния насыщения, а выпаривание проводится передачей морской воде через поверхность теплообмена теплоты конденсации сжатого и увлажненного выпара. To solve the problem and achieve the claimed technical result in the first invention of the group - a method for obtaining drinking water from sea water - including purification of sea water from insoluble impurities, separation of the sea water flow by evaporation into condensate and concentrated brine, vapor compression, crystallization to obtain crystals with their separation by filtration, evaporation of sea water is carried out to a concentration of supersaturation of sodium chloride with crystallization of sodium chloride and separating its crystals from the concentrate obtained during crystallization by filtration, and the concentrate freed from sodium chloride crystals is mixed with condensate, while vapor compression is carried out with its moistening to saturation, and evaporation is carried out by transferring the heat of condensation of the compressed and moistened vapor to sea water through the heat exchange surface.
Кроме этого: Besides:
- компрессию производят со всем количеством выпара; - compression is performed with the entire amount of vapor;
- морская вода перед выпариванием нагревается путем обмена теплом с конденсатом; - sea water before evaporation is heated by heat exchange with condensate;
- концентрированный рассол перед кристаллизацией фильтруют;- concentrated brine is filtered before crystallization;
- кристаллизацию хлористого натрия ведут до состояния насыщения любой из сопутствующих ей в морской воде растворимых солей. - crystallization of sodium chloride is carried out to the state of saturation of any of the soluble salts accompanying it in sea water.
Известен опреснительный модуль обратного осмоса (два варианта), включающий блок фильтрации механических примесей подводимой морской воды, гидропривод и мембрану обратного осмоса [Описание изобретения к международной заявке PCT WO2011090399 от 26.03.2010, МПК B01D 61/08, C02F 1/44, опубл. 28.07.201 1]. Изобретение решает задачу автономности и компактности опреснительного модуля, а также повышение его ремонтопригодности и надежности. A reverse osmosis desalination module (two options) is known, including a filtration unit for mechanical impurities of the incoming sea water, a hydraulic drive and a reverse osmosis membrane [Description of the invention to the international application PCT WO2011090399 dated 26.03.2010, IPC B01D 61/08, C02F 1/44, publ. 28.07.201 1]. The invention solves the problem of autonomy and compactness of the desalination module, as well as increasing its maintainability and reliability.
Недостатком опреснительного модуля является то, что при работе
мембраны обратного осмоса имеет место наличие на ее выходе не только чистой воды, но и концентрированного рассола (рапы), утилизация которого приводит к загрязнению окружающей природной среды содержащимися в рапе солями и теплом. Кроме того, полученная чистая вода является полностью обессоленной и непригодна к употреблению в качестве питьевой. The disadvantage of the desalination module is that during operation In reverse osmosis membranes, there is not only pure water at its outlet, but also concentrated brine (brine), the disposal of which leads to pollution of the environment by the salts and heat contained in the brine. In addition, the resulting pure water is completely demineralized and unsuitable for drinking.
Известна опреснительная установка, включающая блок фильтрации механических примесей подводимой морской воды, соединенные с ним последовательно насос и испаритель в виде барботажной камеры, сообщающийся с испарителем конденсатор с магистралью конденсата, соединенные с испарителем своим входом паровой компрессор и кристаллизатор, выход которого связан с фильтрующим устройством, источник пара и другие элементы [Описание полезной модели к патенту РФ № 81720 от 16.12.2008, МПК C02F 1/04, опубл. 27.03.2009 Бюл. № 9]. Полезная модель решает задачу получения дистиллята с помощью простого и надежного в эксплуатации устройства. Декларируется отсутствие обратных сбросов в окружающую водную среду растворов с повышенной солёностью и температурой и уменьшение выбросов тепла в окружающую природную среду. A desalination plant is known, which includes a block for filtering mechanical impurities of the supplied sea water, a pump and an evaporator in the form of a bubbling chamber connected to it in series, a condenser connected to the evaporator with a condensate line, a steam compressor and a crystallizer connected to the evaporator with its input, the output of which is connected to a filtering device, steam source and other elements [Description of the utility model to the patent of the Russian Federation No. 81720 dated 12/16/2008, IPC C02F 1/04, publ. 03/27/2009 Bull. No. 9]. The utility model solves the problem of obtaining distillate using a simple and reliable device. It is declared that there are no reverse discharges of solutions with high salinity and temperature into the environment and a decrease in heat emissions into the environment.
Настоящая установка обладает низкой эффективностью, тж. пар, направляемый в барботер после механического сжатия и нагревания не меняет точку росы, поскольку при нагревании и сжатии становится перегретым и его энтальпия повышается незначительно. Пар от кристаллизатора также не обладает достаточно высокой энтальпией, поэтому количество испаренной в испарителе воды незначительно превышает количество воды, полученной от конденсации пара, приходящего от барботера. В результате, в конденсаторе будет
образовываться количество конденсата, незначительно превышающее или примерно равное количеству перегретого пара от пароперегревателя. При этом, полученная в результате конденсации пара вода является полностью обессоленной и не пригодна для использования в качестве питьевой. This installation has a low efficiency, tzh. the steam sent to the bubbler after mechanical compression and heating does not change the dew point, since it becomes superheated during heating and compression and its enthalpy increases slightly. The steam from the crystallizer also does not have a sufficiently high enthalpy, so the amount of water evaporated in the evaporator slightly exceeds the amount of water obtained from the condensation of steam coming from the bubbler. As a result, the capacitor will an amount of condensate is formed that is slightly greater than or approximately equal to the amount of superheated steam from the superheater. At the same time, the water obtained as a result of steam condensation is completely demineralized and is not suitable for use as drinking water.
Кроме того, кристаллизация соли испарением воды с поверхности капель приводит к получению в кристаллах смеси всех, характерных для морской воды солей, что не снижает концентрацию хлористого натрия в рассоле и не делает его пригодным для минерализации конденсата до свойств питьевой воды. В кристаллизаторе не представляется возможным провести процесс кристаллизации хлористого натрия до момента появления состояния насыщения остальных, помимо хлористого натрия, содержащихся в морской воде солей. Кроме того, в процессах испарения и кристаллизации происходит накопление кристаллов труднорастворимых солей (гипса и карбонатов кальция). Это, как упоминалось выше по тексту, приводит к необходимости утилизации концентрированного рассола морской соли и сбросу его в специальные накопители или обратно в море. Высокое содержание солей и высокая температура рассола отрицательно сказываются на экологической обстановке окружающей природной среды. In addition, crystallization of salt by evaporation of water from the surface of drops leads to the formation of a mixture of all salts characteristic of sea water in crystals, which does not reduce the concentration of sodium chloride in the brine and does not make it suitable for condensate mineralization to the properties of drinking water. In the crystallizer, it is not possible to carry out the process of crystallization of sodium chloride until the state of saturation of the rest, in addition to sodium chloride, salts contained in sea water appears. In addition, in the processes of evaporation and crystallization, the accumulation of crystals of sparingly soluble salts (gypsum and calcium carbonates) occurs. This, as mentioned above in the text, leads to the need to dispose of the concentrated sea salt brine and discharge it into special storage tanks or back into the sea. The high salt content and the high temperature of the brine have a negative impact on the ecological situation of the natural environment.
Задача, на решение которой направлено второе изобретение группы и достигаемый технический результат также заключаются в получении воды питьевого качества из морской воды и снижении воздействия на окружающую природную среду за счёт её глубокой переработки, исключающей необходимость самостоятельной утилизации концентрированных горячих рассолов. The task to be solved by the second invention of the group and the achieved technical result also lies in obtaining drinking-quality water from sea water and reducing the impact on the environment due to its deep processing, which eliminates the need for independent disposal of concentrated hot brines.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата во втором изобретении группы - устройстве для получения питьевой воды из морской, - включающем блок фильтрации
механических примесей подводимой морской воды, соединенные с ним последовательно насос и испаритель, конденсатор с магистралью конденсата, паровой компрессор, соединенный с испарителем своим входом и кристаллизатор, выход которого связан с фильтрующим устройством, и источник пара, испаритель и конденсатор имеют общую поверхность теплообмена, снабженную распределительным устройством для морской воды со стороны испарителя, а паровой компрессор установлен своим выходом на входе в конденсатор и снабжён форсункой подачи воды в пар, а на выходе блока фильтрации механических примесей размещён теплообменник, при этом кристаллизатор снабжен поверхностью теплообмена, греющая сторона которой сообщается с источником пара, а фильтрующее устройство выполнено с возможностью отфильтровывать концентрат солей, при этом магистраль конденсата после его выхода из теплообменника снабжена смесителем, соединённым с выходом концентрата фильтрующего устройства. To solve the problem and achieve the claimed technical result in the second invention of the group - a device for obtaining drinking water from sea water - including a filtration unit mechanical impurities of the supplied sea water, a pump and an evaporator connected to it in series, a condenser with a condensate line, a steam compressor connected to the evaporator with its inlet and a crystallizer, the outlet of which is connected to a filtering device, and the steam source, the evaporator and the condenser have a common heat exchange surface provided with distribution device for sea water from the side of the evaporator, and the steam compressor is installed with its outlet at the inlet to the condenser and is equipped with a nozzle for supplying water to steam, and a heat exchanger is located at the outlet of the mechanical impurities filtration unit, while the crystallizer is equipped with a heat exchange surface, the heating side of which communicates with the source steam, and the filtering device is configured to filter out the salt concentrate, while the condensate line after it leaves the heat exchanger is equipped with a mixer connected to the concentrate outlet of the filtering device.
Кроме этого: Besides:
- теплообменник своей греющей стороной сообщается с магистралью конденсата со стороны конденсатора; - the heat exchanger with its heating side communicates with the condensate line from the condenser side;
- фильтрующее устройство выполнено в виде центрифуги; - the filtering device is made in the form of a centrifuge;
- между испарителем и кристаллизатором установлен фильтр; - a filter is installed between the evaporator and the crystallizer;
- форсунка подачи воды в паровой компрессор сообщается с магистралью конденсата до его входа в теплообменник; - the nozzle for supplying water to the steam compressor communicates with the condensate line before it enters the heat exchanger;
- источник пара выполнен в виде парового компрессора с собственной форсункой подачи воды, при этом вход компрессора связан с объёмом кристаллизатора со стороны подвода концентрированного раствора морской соли, а форсунка подачи воды и объём кристаллизатора со стороны подачи пара сообщаются с магистралью конденсата до его входа в
теплообменник. - the steam source is made in the form of a steam compressor with its own water supply nozzle, while the compressor inlet is connected to the crystallizer volume from the side of the concentrated sea salt solution supply, and the water supply nozzle and the crystallizer volume from the steam supply side communicate with the condensate line before its entry into heat exchanger.
Группа изобретений иллюстрируется чертежом, на котором схематично представлен способ получения питьевой воды из морской на примере работы соответствующего устройства. The group of inventions is illustrated by a drawing, which schematically shows a method for obtaining drinking water from sea water using the example of the operation of the corresponding device.
Как известно, морская вода имеет специфический, приведённый в Таблице 1 химический состав (http://ctcmetar.ru/metallurgiya-magniya/8391 - prirodnye-rastvory-magnievyh-soley.html). As you know, sea water has a specific chemical composition given in Table 1 (http://ctcmetar.ru/metallurgiya-magniya/8391 - prirodnye-rastvory-magnievyh-soley.html).
Таблица 1Table 1
Примерный состав солей в морской воде
Approximate composition of salts in sea water
Подобный состав имеет кровь человека. В Таблице 2 приведены соотношения химических элементов, содержащихся в усредненной морской воде и плазме крови человека по сухому веществу, % (https ://present5.com/presentation/38356841 437427902/image- 15 .
A similar composition has human blood. Table 2 shows the ratios of chemical elements contained in the average sea water and human blood plasma in terms of dry matter, % (https://present5.com/presentation/38356841 437427902/image-15.
Таблица 2 Примерный состав плазмы крови человека
Table 2 Approximate composition of human plasma
Сравнение таблиц позволяет сделать вывод, что только избыточная концентрация некоторых элементов, в частности солей натрия, не позволяет употреблять её в качестве питьевой, т.к. метаболизм человека не в состоянии без вреда принять высокую концентрацию хлористого натрия. Например, люди, попавшие в кораблекрушение в океане и употреблявшие в качестве питья морскую воду, быстро погибали. Точно также не пригодна для употребления вода дистиллированная, приводящая к обессоливанию организма, которую перед употреблением необходимо «подсолить», при этом процесс подсоливания (минерализации) зачастую сводится к преимущественному добавлению вместе с морской солью хлорида натрия. Известна допустимая (1000 мг/л) и оптимальная (в районе 400 мг/л) концентрация минеральных солей в питьевой воде. При этом, если «подсаливать» морской водой, то наиболее ценные соли поступят в воду в минимальном количестве, а хлористый натрий будет в ненужном избытке. Но самым ценным в морской воде является набор микроэлементов. Морская вода содержит всю таблицу Менделеева в незначительной концентрации. Если из морской воды удалить избыток хлористого натрия, то все микроэлементы останутся в ней.
Необходимость для человеческого организма всего спектра химических элементов неоспорима, человек во все время своего существования на земле жил и использовал эти микроэлементы, хотя полностью их влияние на метаболизм наукой не изучено. Comparison of the tables allows us to conclude that only the excessive concentration of some elements, in particular sodium salts, does not allow it to be used as drinking water, because. human metabolism is not able to safely accept a high concentration of sodium chloride. For example, people who were shipwrecked in the ocean and drank sea water died quickly. Similarly, distilled water is not suitable for consumption, leading to demineralization of the body, which must be “salted” before use, while the process of salting (mineralization) often comes down to the predominant addition of sodium chloride along with sea salt. The permissible (1000 mg/l) and optimal (around 400 mg/l) concentration of mineral salts in drinking water is known. At the same time, if you “add salt” with sea water, then the most valuable salts will enter the water in a minimal amount, and sodium chloride will be in an unnecessary excess. But the most valuable in sea water is a set of trace elements. Sea water contains the entire periodic table in a small concentration. If excess sodium chloride is removed from sea water, then all trace elements will remain in it. The need for the human body of the entire spectrum of chemical elements is undeniable, man has lived and used these trace elements throughout his existence on earth, although science has not fully studied their effect on metabolism.
Попытки искусственной минерализации обессоленной воды предпринимаются, однако очевидно, что разнообразие химических элементов, в том числе редкоземельных, в морской воде экономически достижимым искусственным образом воссоздано быть не может. Поэтому полная искусственная минерализация дистиллированной воды до свойств питьевой неосуществима. Attempts are being made to artificially mineralize demineralized water, but it is obvious that a variety of chemical elements, including rare earth elements, in sea water cannot be artificially recreated in an economically achievable way. Therefore, complete artificial mineralization of distilled water to drinking properties is not feasible.
Способ получения питьевой воды из морской включает очистку морской воды от нерастворимых механических примесей, разделение потока морской воды выпариванием на конденсат (дистиллированную воду) и концентрированный рассол с преобладанием хлористого натрия, компрессию выпара, кристаллизацию с получением кристаллов с их выделением фильтрацией, при этом выпаривание морской воды проводится до концентрации пересыщения хлористого натрия с кристаллизацией хлористого натрия и выделением из полученного при кристаллизации концентрата его кристаллов фильтрацией, а освобожденный от кристаллов хлористого натрия концентрат, представляющий собой необходимые для организма соли, смешивают с конденсатом, в результате чего появляется пригодная к употреблению и полезная питьевая вода, при этом компрессию выпара производят с его увлажнением до состояния насыщения, а выпаривание проводится передачей морской воде через поверхность теплообмена теплоты конденсации сжатого и увлажненного выпара. The method for obtaining drinking water from sea water includes purification of sea water from insoluble mechanical impurities, separation of the sea water flow by evaporation into condensate (distilled water) and concentrated brine with a predominance of sodium chloride, vapor compression, crystallization to obtain crystals with their separation by filtration, while evaporation of sea water water is carried out to the concentration of supersaturation of sodium chloride with the crystallization of sodium chloride and the isolation of its crystals from the concentrate obtained during crystallization by filtration, and the concentrate freed from sodium chloride crystals, which is the salts necessary for the body, is mixed with condensate, resulting in a usable and useful drinking water, wherein the flash steam is compressed with its humidification to saturation, and the evaporation is carried out by transferring the heat of condensation of the compressed and moistened steam to sea water through the heat exchange surface.
Для дополнительного улучшения показателей настоящего способа, компрессию производят, хотя это и необязательно, со всем количеством
выпара, при этом морскую воду перед выпариванием нагревают путем обмена теплом с конденсатом, концентрированный рассол перед кристаллизацией фильтруют для отделения из него небольшого количества кристаллов труднорастворимых солей, а кристаллизацию хлористого натрия ведут до состояния насыщения любой из сопутствующих ей в морской воде растворимых солей. To further improve the performance of the present method, compression is performed, although not necessarily, with the entire amount evaporation, while sea water is heated before evaporation by exchanging heat with condensate, concentrated brine is filtered before crystallization to separate a small amount of crystals of sparingly soluble salts from it, and crystallization of sodium chloride is carried out to a state of saturation of any of the soluble salts accompanying it in sea water.
Настоящий способ реализован на соответствующем устройстве для получения питьевой воды из морской, которое включает блок фильтрации механических примесей 1 подводимой морской воды, соединенные с ним последовательно насос 2 и испаритель 3, сообщающийся с испарителем 3 конденсатор 5 с магистралью конденсата 4, соединенные с испарителем 3 своим входом 6 паровой компрессор 7 и кристаллизатор 8, выход 9 которого связан с фильтрующим устройством 10, и источник пара 11. Испаритель 3 и конденсатор 5 имеют общую поверхность теплообмена 12, снабженную распределительным устройством 13 для морской воды со стороны испарителя 3, а паровой компрессор 7 установлен своим выходом 14 на входе в конденсатор 5 и снабжён форсункой 15 подачи воды (горячего конденсата) в пар, а на выходе 16 блока фильтрации механических примесей 1 размещён теплообменник 17, при этом кристаллизатор 8 снабжен поверхностью теплообмена 18, греющая сторона которой сообщается с источником пара 11 , а фильтрующее устройство 10 выполнено с возможностью отфильтровывать концентрат солей, при этом магистраль конденсата 4 после его выхода из теплообменника 17 снабжена смесителем 1 , соединённым с выходом 20 концентрата фильтрующего устройства 10. The present method is implemented on an appropriate device for producing drinking water from sea water, which includes a block for filtering mechanical impurities 1 of the supplied sea water, connected to it in series by a pump 2 and an evaporator 3, connected to the evaporator 3, a condenser 5 with a condensate line 4, connected to the evaporator 3 by its own the steam compressor 7 and the crystallizer 8, the outlet 9 of which is connected to the filtering device 10, and the steam source 11. The evaporator 3 and the condenser 5 have a common heat exchange surface 12, provided with a distribution device 13 for sea water on the side of the evaporator 3, and the steam compressor 7 installed with its outlet 14 at the inlet to the condenser 5 and equipped with a nozzle 15 for supplying water (hot condensate) to steam, and at the outlet 16 of the mechanical impurities filtration unit 1 a heat exchanger 17 is placed, while the mold 8 is provided with a heat exchange surface 18, the heating side of which communicates with the source pair 11, and the filter device 10 is It is equipped with the ability to filter the salt concentrate, while the condensate line 4 after its exit from the heat exchanger 17 is equipped with a mixer 1 connected to the outlet 20 of the concentrate of the filtering device 10.
Дополнительно, теплообменник 17 своей греющей стороной сообщается с магистралью конденсата 4, фильтрующее устройство 10 выполнено, предпочтительно, в виде центрифуги, между испарителем 3 и
И кристаллизатором 8 установлен фильтр 21, а форсунка 15 подачи воды в паровой компрессор 7 сообщается с магистралью конденсата 4, при этом источник пара 1 1 выполнен в виде парового компрессора 22 с собственной форсункой 23 подачи воды, при этом вход компрессора 22 связан с объёмом кристаллизатора 8 со стороны подвода концентрированного раствора морской соли, а форсунка 23 подачи воды и объём кристаллизатора 8 со стороны подачи пара сообщаются с магистралью конденсата 4 до его входа в теплообменник 17. Additionally, the heat exchanger 17 communicates with its heating side with the condensate line 4, the filtering device 10 is made, preferably in the form of a centrifuge, between the evaporator 3 and And the filter 21 is installed by the crystallizer 8, and the nozzle 15 for supplying water to the steam compressor 7 communicates with the condensate line 4, while the steam source 1 1 is made in the form of a steam compressor 22 with its own nozzle 23 for supplying water, while the inlet of the compressor 22 is connected with the volume of the crystallizer 8 from the side of the supply of a concentrated solution of sea salt, and the nozzle 23 of the water supply and the volume of the crystallizer 8 from the side of the steam supply communicate with the condensate line 4 before it enters the heat exchanger 17.
Проанализируем существенные признаки группы изобретений. Let us analyze the essential features of a group of inventions.
Выпаривание морской воды до концентрации пересыщения хлористого натрия проводится с целью кристаллизации хлористого натрия и выделением из полученного при кристаллизации концентрата его кристаллов механической фильтрацией, например, с помощью, центрифуг, механических или тканевых фильтров. Evaporation of sea water to a supersaturation concentration of sodium chloride is carried out in order to crystallize sodium chloride and isolate its crystals from the concentrate obtained during crystallization by mechanical filtration, for example, using centrifuges, mechanical or fabric filters.
Именно смешение освобожденного от кристаллов хлористого натрия концентрата с конденсатом позволяет получить готовую к употребления питьевую воду, при этом побочный продукт - хлорид натрия - является самостоятельным и востребованным на рынке продуктом. It is the mixing of the concentrate freed from crystals of sodium chloride with condensate that makes it possible to obtain drinking water ready for use, while the by-product - sodium chloride - is an independent and marketable product.
Компрессия выпара с его увлажнением до состояния насыщения обеспечивает повышение температуры его конденсации, что обеспечивает передачу теплоты конденсации через поверхность теплообмена 12 морской воде в испарителе 3, а выпаривание проводится именно передачей морской воде через поверхность теплообмена 12 теплоты конденсации сжатого и увлажненного выпара, позволяет многократно, пока работает устройство, использовать теплоту парообразования, затраченную при испарении, возвращая ее в процесс испарения в качестве теплоты конденсации. Compression of the vapor with its humidification to the state of saturation provides an increase in the temperature of its condensation, which ensures the transfer of the heat of condensation through the heat exchange surface 12 to sea water in the evaporator 3, and evaporation is carried out precisely by transferring the heat of condensation of the compressed and moistened vapor to the sea water through the heat exchange surface 12, which allows repeatedly, while the device is operating, use the heat of vaporization spent during evaporation, returning it to the evaporation process as the heat of condensation.
Осуществление компрессии со всем количеством выпара позволяет
вести процесс выпаривания без подачи дополнительного количества пара в технологическую цепочку. В этом случае количество сконденсировавшейся воды (конденсата) равно количеству воды испаренной. The implementation of compression with the entire amount of vapor allows conduct the evaporation process without supplying an additional amount of steam to the technological chain. In this case, the amount of condensed water (condensate) is equal to the amount of water evaporated.
Нагрев морской воды перед выпариванием путем обмена теплом с конденсатом позволяет нагреть морскую воду до температуры кипения без дополнительных затрат тепла, при этом охладить конденсат, что обеспечивает возможность его подачи после минерализации в сети питьевого водоснабжения. Разницы в температурах кипения и конденсации влаги (за счет компрессии и увлажнения выпара) обеспечивает компенсацию потерь тепла и достаточный перепад температуры на поверхности теплообмена в теплообменнике 17. Heating sea water before evaporation by exchanging heat with condensate makes it possible to heat sea water to the boiling point without additional heat costs, while cooling the condensate, which makes it possible to supply it after mineralization to the drinking water supply network. Differences in boiling and moisture condensation temperatures (due to vapor compression and humidification) provide compensation for heat losses and a sufficient temperature drop on the heat exchange surface in heat exchanger 17.
Фильтрация концентрированного рассола перед кристаллизацией является необязательной технологической операцией, однако она позволяет исключить попадание мути (микрокристаллов гипса и карбонатов кальция) в питьевую воду. Filtration of concentrated brine before crystallization is an optional technological operation, however, it makes it possible to exclude the ingress of turbidity (gypsum microcrystals and calcium carbonates) into drinking water.
Процесс кристаллизации хлористого натрия следует вести до состояния насыщения любой из сопутствующих ему в морской воде растворимых солей. Тем самым отсекается включение в состав «чистого» хлористого натрия дополнительных балластных примесей, характерных для обычной поваренной соли. Оставшийся в концентрате хлористый натрий после добавления в конденсат всего концентрата составляет в полученной питьевой воде примерно 17 мг/л, что не ухудшает, но дополнительно улучшает потребительские свойства питьевой воды. The process of crystallization of sodium chloride should be carried out to the state of saturation of any of the soluble salts accompanying it in sea water. This cuts off the inclusion of additional ballast impurities in the composition of "pure" sodium chloride, which are characteristic of ordinary table salt. The sodium chloride remaining in the concentrate after adding the entire concentrate to the condensate is approximately 17 mg/l in the resulting drinking water, which does not worsen, but further improves the consumer properties of drinking water.
Следует отметить, что полученные в результате реализации способа другие побочные продукты, а именно механические примеси и труднорастворимые соли после их классификации могут быть с успехом использованы в строительной отрасли.
Перечисленные особенности способа получения питьевой воды из морской обеспечиваются соответствующим устройством и, соответственно, его элементами. Например, общая поверхность теплообмена испарителя 3 и конденсатора 5, снабженная распределительным устройством 13 (например, трубой с перфорированными стенками) для морской воды со стороны испарителя 3 обеспечивает возможность передачи тепла конденсации выпара морской воде. Наличие парового компрессора 7 на входе в конденсатор 5 и снабжение компрессора 7 форсункой 15 подачи воды в пар позволяет повысить потенциал выпара, т.е. повысить температуру его конденсации, что обеспечивает разность температур на поверхности теплообмена 12 и, соответственно, передачу теплоты конденсации от конденсата к морской воде, т.е. обеспечивает процесс выпаривания без введения в процесс дополнительного тепла. Размещение теплообменника 17 на выходе 16 (сразу же после насоса 2) блока фильтрации 1 механических примесей позволяет утилизировать тепло, содержащееся в конденсате, понизить его температуру и исключить издержки на подогрев поступающей на переработку морской воды. В свою очередь, кристаллизатор 8 снабжен собственной поверхностью теплообмена 18, греющая сторона которой сообщается с источником пара 11. Именно за счёт этого происходит выделение кристаллизацией хлористого натрия из раствора концентрата, как технологического отхода в процессе получения питьевой воды и, одновременно, самостоятельного товарного продукта. Процесс кристаллизации хлористого натрия до состояния насыщения любой из сопутствующих ей в морской воде растворимых солей контролируют посредством приборов, определяющих плотность растворов, например, поляриметры, измерители содержания воды на основе емкостных датчиков, поглощении радиоволн определенных частот, лабораторными методами и т.п.
Раствор концентрата для выведения из него хлористого натрия проходит фильтрующее устройство 10, в качестве которого могут выступать, помимо центрифуги, также циклоны, механические или тканевые фильтры, и другие устройства. В результате образуется концентрат с содержанием рафинированных примесей, характерных для качественной питьевой воды. Таким образом, смешение концентрата с охлаждённым конденсатом позволяет получить готовую к употреблению питьевую воду. При этом следует отметить, что процесс получения концентрата и охлаждённого конденсата, и их смешение идёт непрерывно, что исключает возможность искусственного увеличения концентрации солей в питьевой воде. Иными словами, из морской воды удаляют механические примеси, труднорастворимые соли и избыток хлористого натрия. На выходе получается вода питьевого качества с уникальными свойствами, не характерными для иных технологий её получения. It should be noted that other by-products obtained as a result of the implementation of the method, namely mechanical impurities and sparingly soluble salts, after their classification, can be successfully used in the construction industry. The listed features of the method for obtaining drinking water from sea water are provided by the corresponding device and, accordingly, its elements. For example, the common heat exchange surface of the evaporator 3 and the condenser 5, provided with a distribution device 13 (for example, a pipe with perforated walls) for sea water on the side of the evaporator 3, allows the vapor condensation heat to be transferred to the sea water. The presence of a steam compressor 7 at the inlet to the condenser 5 and the supply of the compressor 7 with a nozzle 15 for supplying water to steam makes it possible to increase the evaporation potential, i.e. increase its condensation temperature, which ensures the temperature difference on the heat exchange surface 12 and, accordingly, the transfer of condensation heat from condensate to sea water, i.e. ensures the evaporation process without introducing additional heat into the process. The placement of the heat exchanger 17 at the outlet 16 (immediately after the pump 2) of the mechanical impurities filtration unit 1 makes it possible to utilize the heat contained in the condensate, lower its temperature and eliminate the costs of heating the sea water supplied for processing. In turn, the crystallizer 8 is equipped with its own heat exchange surface 18, the heating side of which communicates with the steam source 11. It is due to this that crystallization of sodium chloride is released from the concentrate solution as a process waste in the process of obtaining drinking water and, at the same time, an independent commercial product. The process of crystallization of sodium chloride to the state of saturation of any of the soluble salts accompanying it in sea water is controlled by means of devices that determine the density of solutions, for example, polarimeters, water content meters based on capacitive sensors, absorption of radio waves of certain frequencies, laboratory methods, etc. The concentrate solution for removing sodium chloride from it passes through the filtering device 10, which can be, in addition to the centrifuge, also cyclones, mechanical or fabric filters, and other devices. As a result, a concentrate is formed containing refined impurities characteristic of high-quality drinking water. Thus, mixing the concentrate with chilled condensate makes it possible to obtain ready-to-drink drinking water. At the same time, it should be noted that the process of obtaining concentrate and chilled condensate, and their mixing is continuous, which excludes the possibility of an artificial increase in the concentration of salts in drinking water. In other words, mechanical impurities, sparingly soluble salts and excess sodium chloride are removed from sea water. The output is water of drinking quality with unique properties that are not characteristic of other technologies for its production.
Выполнение источника пара И в виде парового компрессора 22 с собственной форсункой 23 подачи воды, причём вход компрессора 22 связан с объёмом кристаллизатора 8 со стороны подвода концентрированного раствора морской соли, а форсунка 23 подачи воды и объём кристаллизатора 8 со стороны подачи пара сообщаются с магистралью конденсата 4 до его входа в теплообменник 17 позволяет при кристаллизации выпаривать влагу с минимальными энергетическими затратами, исключив её тепловое воздействие на окружающую природную среду, при этом практически вся влага, содержащаяся в морской воде преобразуется в питьевую воду. Execution of the steam source AND in the form of a steam compressor 22 with its own nozzle 23 water supply, and the input of the compressor 22 is connected with the volume of the crystallizer 8 from the side of the supply of concentrated sea salt solution, and the nozzle 23 of the water supply and the volume of the crystallizer 8 from the side of the steam supply are connected to the condensate line 4 before it enters the heat exchanger 17 allows during crystallization to evaporate moisture with minimal energy costs, eliminating its thermal impact on the environment, while almost all the moisture contained in sea water is converted into drinking water.
Остальные признаки устройства также обеспечивают реализацию соответствующих существенных признаков способа. Other features of the device also provide the implementation of the relevant essential features of the method.
Конкретную реализацию способа получения питьевой воды из
морской рассмотрим на примере работы устройства. A specific implementation of the method for obtaining drinking water from Let's take a look at the example of the operation of the device.
Пример: Example:
Морская вода поступает на блок фильтрации механических примесей 1 подводимой морской воды, где освобождается от механических примесей: песка, ила, останков морских обитателей. Далее очищенная морская вода насосом 2 подается на теплообменник 17, где она нагревается конденсатом из конденсатора 5 и уже горячая подается через распределительное устройство 13 на поверхность теплообмена 12 в испарителе 3, где происходит испарение содержащейся в морской воде влаги, в результате чего концентрация хлористого натрия доводится до состояния насыщения. Полученный пар выводится из испарителя 3 паровым компрессором 7, им же механически сжимается и увлажняется горячим конденсатом с помощью форсунки 15 до состояния насыщения. В результате этого повышается потенциал пара, подаваемого паровым компрессором 7 в конденсатор 5. Разности потенциалов сжатого пара и пара в испарителе 3 достаточно, чтобы обеспечить передачу теплоты парообразования через поверхность теплообмена 12 от конденсатора 5 к испарителю 3. В результате этого на поверхности теплообмена 12 со стороны конденсатора 5 происходит конденсация пара, а со стороны испарителя 3 - испарение влаги из морской воды, причем на килограмм конденсата приходится равное количество испарённой из морской воды влаги. Потери компенсируются введением дополнительного количества воды форсункой 15. Таким образом происходит многократное использование теплоты парообразования без его потерь. Sea water enters the mechanical impurities filtration unit 1 of the supplied sea water, where it is freed from mechanical impurities: sand, silt, the remains of marine life. Further, the purified sea water is supplied by the pump 2 to the heat exchanger 17, where it is heated by condensate from the condenser 5 and already hot is supplied through the distribution device 13 to the heat exchange surface 12 in the evaporator 3, where the moisture contained in the sea water evaporates, as a result of which the concentration of sodium chloride is brought to to a state of saturation. The resulting steam is removed from the evaporator 3 by the steam compressor 7, it is also mechanically compressed and moistened with hot condensate using the nozzle 15 to saturation. As a result, the potential of the steam supplied by the steam compressor 7 to the condenser 5 increases. On the side of the condenser 5, steam is condensed, and on the side of the evaporator 3, moisture is evaporated from sea water, and per kilogram of condensate there is an equal amount of moisture evaporated from sea water. Losses are compensated by the introduction of an additional amount of water by the nozzle 15. Thus, the heat of vaporization is repeatedly used without its loss.
Конденсат в конденсаторе 5 стекает в его нижнюю часть и поступает в магистраль конденсата 4. Настоящая жидкость является обессоленной (дистиллированной) водой. Горячая дистиллированная вода из конденсатора 5 по магистрали конденсата 4 направляется на теплообменник
17, где отдает свое тепло фильтрованной морской воде, которая нагретой направляется в испаритель 3. The condensate in the condenser 5 flows into its lower part and enters the condensate line 4. This liquid is demineralized (distilled) water. Hot distilled water from the condenser 5 is sent to the heat exchanger via the condensate line 4 17, where it gives off its heat to filtered sea water, which is heated and sent to the evaporator 3.
Концентрированный до состояния насыщения хлористого натрия раствор морской соли, образовавшийся в результате испарения влаги из морской воды в испарителе 3 фильтруется на фильтре 21 с целью удаления из него взвеси кристаллов труднорастворимых солей (гипса, карбонатов), образовавшихся в процессе нагревания и выпаривания морской воды, и направляется на кристаллизатор 8, в котором происходит дополнительное выпаривание воды из концентрированного раствора морской соли путем передачи тепла от теплоносителя через поверхность теплообмена 18 с образованием пересыщенного раствора хлористого натрия, в котором образуются кристаллы хлористого натрия. Процесс кристаллизации ведут до состояния насыщения любой из других растворимых солей раствора. Аналогично испарителю 3 с конденсатором 5 происходит испарение влаги в кристаллизаторе 8. Выпар от кристаллизации механически сжимается паровым компрессором 22, увлажняется водой из форсунки 23 и направляется на поверхность теплообмена 18, где конденсируется, передавая тепло поверхности теплообмена 18, которая, в свою очередь, передает это тепло концентрату, заставляя его кипеть. Конденсат с поверхности теплообмена 18 кристаллизатора 8 стекает в магистраль конденсата 4. Конденсат из магистрали конденсата 4 подается в форсунку 23, при этом, как упоминалось выше, происходит доведение механически сжатого выпара от кристаллизации до состояния насыщения, чем повышается температура его конденсации. Следует отметить, что во всех случаях на форсунки 15 и 23 подаётся лишь малая часть горячего конденсата, а его основная часть в охлаждённом виде поступает в смеситель 19. The solution of sea salt concentrated to the state of saturation of sodium chloride, formed as a result of the evaporation of moisture from sea water in the evaporator 3, is filtered on the filter 21 in order to remove from it a suspension of crystals of sparingly soluble salts (gypsum, carbonates) formed during the heating and evaporation of sea water, and is sent to the crystallizer 8, in which there is an additional evaporation of water from a concentrated solution of sea salt by transferring heat from the coolant through the heat exchange surface 18 with the formation of a supersaturated sodium chloride solution, in which crystals of sodium chloride are formed. The crystallization process is carried out to a state of saturation with any of the other soluble salts of the solution. Similar to evaporator 3 with condenser 5, moisture is evaporated in crystallizer 8. The vapor from crystallization is mechanically compressed by steam compressor 22, moistened with water from nozzle 23 and directed to heat exchange surface 18, where it condenses, transferring heat to heat exchange surface 18, which, in turn, transfers it heats the concentrate, causing it to boil. The condensate from the heat exchange surface 18 of the crystallizer 8 flows into the condensate line 4. The condensate from the condensate line 4 is supplied to the nozzle 23, while, as mentioned above, the mechanically compressed vapor is brought from crystallization to the saturation state, which increases its condensation temperature. It should be noted that in all cases, only a small part of the hot condensate is supplied to the nozzles 15 and 23, and its main part, cooled, enters the mixer 19.
Смесь кристаллов хлористого натрия и межкристальной жидкости
(утфель) направляют на фильтрующее устройство 10, в качестве которого предпочтительно использовать центрифугу, на которой кристаллы хлористого натрия отделяются от межкристальной жидкости. Mixture of sodium chloride crystals and intercrystalline liquid (mass mass) is sent to the filtering device 10, which is preferably used as a centrifuge, in which sodium chloride crystals are separated from the intercrystalline liquid.
Межкристальная жидкость - концентрат, - представляет собой концентрированный раствор полезных для организма человека солей в их природном соотношении. Этот раствор направляется на смеситель 19, где вводится в охлаждённый конденсат с целью его минерализации, в результате чего получается готовая к употреблению питьевая вода. Intercrystalline liquid - a concentrate - is a concentrated solution of salts useful for the human body in their natural ratio. This solution is sent to the mixer 19, where it is introduced into the cooled condensate for the purpose of its mineralization, resulting in ready-to-use drinking water.
Примерный, но далеко не полный химический состав полученной воды для случая глубокой переработки воды Чёрного моря приведён в Таблице 3. An approximate, but far from complete, chemical composition of the obtained water for the case of deep processing of the Black Sea water is given in Table 3.
Таблица 3Table 3
Примерный химический состав питьевой воды, полученной из воды Чёрного моря, %%
Approximate chemical composition of drinking water obtained from the water of the Black Sea,%%
После реминерализации конденсата концентратом солей морской воды, в питьевой воде, практически лишённой хлористого натрия, присутствует большая часть таблицы периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева. After remineralization of the condensate with a concentrate of salts of sea water, in drinking water, practically devoid of sodium chloride, there is a large part of the table of the periodic table of chemical elements of D.I. Mendeleev.
Аналогичным образом перерабатывают океаническую воду и воду других морей и во всех случаях получается вода питьевого качества с некоторыми различиями в её общей минерализации. Similarly, ocean water and water of other seas are processed, and in all cases water of drinking quality is obtained with some differences in its general mineralization.
В результате использования изобретений за счёт глубокой переработки морской воды была получена вода питьевого качества и снижено воздействие на окружающую природную среду, исключающее необходимость самостоятельной утилизации концентрированных горячих рассолов.
As a result of the use of the inventions, due to the deep processing of sea water, drinking quality water was obtained and the impact on the environment was reduced, eliminating the need for independent disposal of concentrated hot brines.
Claims
1. Способ получения питьевой воды из морской, включающий очистку морской воды от нерастворимых примесей, разделение потока морской воды выпариванием на конденсат и концентрированный рассол, компрессию выпара, кристаллизацию с получением кристаллов с их выделением фильтрацией, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ ТЕМ, ЧТО выпаривание морской воды проводится до концентрации пересыщения хлористого натрия с кристаллизацией хлористого натрия и выделением из полученного при кристаллизации концентрата его кристаллов фильтрацией, а освобожденный от кристаллов хлористого натрия концентрат смешивают с конденсатом, при этом компрессию выпара производят с его увлажнением до состояния насыщения, а выпаривание проводится передачей морской воде через поверхность теплообмена теплоты конденсации сжатого и увлажненного выпара. 1. A method for obtaining drinking water from sea water, including purification of sea water from insoluble impurities, separation of the sea water flow by evaporation into condensate and concentrated brine, vapor compression, crystallization to obtain crystals with their separation by filtration, CHARACTERIZED IN THAT sea water is evaporated to concentration supersaturation of sodium chloride with crystallization of sodium chloride and isolation of its crystals from the concentrate obtained during crystallization by filtration, and the concentrate freed from sodium chloride crystals is mixed with condensate, while the vapor is compressed with its moistening to saturation, and evaporation is carried out by transferring sea water through the heat exchange surface heat of condensation of compressed and humidified steam.
2. Способ по п. 1 , ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ ТЕМ, ЧТО компрессию производят со всем количеством выпара. 2. The method according to p. 1, CHARACTERIZED IN THAT the compression is performed with the entire amount of vapor.
3. Способ по п. 1, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ ТЕМ, ЧТО морская вода перед выпариванием нагревается путем обмена теплом с конденсатом. 3. The method according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the sea water is heated before evaporation by exchanging heat with the condensate.
4. Способ по п. 1, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ ТЕМ, ЧТО концентрированный рассол перед кристаллизацией фильтруют. 4. The method according to p. 1, CHARACTERIZED IN THAT the concentrated brine is filtered before crystallization.
5. Способ по п. 1, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ ТЕМ, ЧТО кристаллизацию хлористого натрия ведут до состояния насыщения любой из сопутствующих ей в морской воде растворимых солей. 5. The method according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the crystallization of sodium chloride is carried out to a state of saturation of any of the soluble salts accompanying it in sea water.
6. Устройство для получения питьевой воды из морской способом по п.п. 1-5, включающее блок фильтрации механических примесей подводимой морской воды, соединенные с ним последовательно насос и
испаритель, конденсатор с магистралью конденсата, паровой компрессор, соединенный с испарителем своим входом и кристаллизатор, выход которого связан с фильтрующим устройством, и источник пара, ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ ТЕМ, ЧТО испаритель и конденсатор имеют общую поверхность теплообмена, снабженную распределительным устройством для морской воды со стороны испарителя, а паровой компрессор установлен своим выходом на входе в конденсатор и снабжён форсункой подачи воды в пар, а на выходе блока фильтрации механических примесей размещён теплообменник, при этом кристаллизатор снабжен поверхностью теплообмена, греющая сторона которой сообщается с источником пара, а фильтрующее устройство выполнено с возможностью отфильтровывать концентрат солей, при этом магистраль конденсата после его выхода из теплообменника снабжена смесителем, соединённым с выходом концентрата фильтрующего устройства. 6. A device for obtaining drinking water from the marine method according to paragraphs. 1-5, including a block for filtering mechanical impurities of the supplied sea water, a pump connected to it in series and an evaporator, a condenser with a condensate line, a steam compressor connected to the evaporator by its inlet, and a crystallizer, the outlet of which is connected to a filtering device, and a source of steam, CHARACTERIZED IN THAT the evaporator and condenser have a common heat exchange surface provided with a sea water distribution device on the evaporator side , and the steam compressor is installed with its outlet at the condenser inlet and is equipped with a nozzle for supplying water to steam, and a heat exchanger is located at the outlet of the mechanical impurities filtration unit, while the mold is equipped with a heat exchange surface, the heating side of which communicates with the steam source, and the filtering device is configured to filter out the salt concentrate, while the condensate line after its exit from the heat exchanger is equipped with a mixer connected to the concentrate outlet of the filtering device.
7. Устройство по п. 6, ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ ТЕМ, ЧТО теплообменник своей греющей стороной сообщается с магистралью конденсата со стороны конденсатора. 7. Device according to claim 6, CHARACTERIZED IN THAT the heat exchanger communicates with the condensate line from the condenser side with its heating side.
8. Устройство по п. 6, ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ ТЕМ, ЧТО фильтрующее устройство выполнено в виде центрифуги. 8. Device according to claim 6, CHARACTERIZED IN THAT the filtering device is made in the form of a centrifuge.
9. Устройство по п. 6, ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ ТЕМ, ЧТО между испарителем и кристаллизатором установлен фильтр. 9. The device according to claim 6, CHARACTERIZED IN THAT a filter is installed between the evaporator and the crystallizer.
10. Устройство по п. 6, ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ ТЕМ, ЧТО форсунка подачи воды в паровой компрессор сообщается с магистралью конденсата до его входа в теплообменник. 10. The device according to claim 6, CHARACTERIZED IN THAT the nozzle for supplying water to the steam compressor communicates with the condensate line before it enters the heat exchanger.
1 1 . Устройство по п. 6 ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ ТЕМ, ЧТО источник пара выполнен в виде парового компрессора с собственной форсункой подачи воды, при этом вход компрессора связан с объёмом кристаллизатора со
стороны подвода концентрированного раствора морской соли, а форсунка подачи воды и объём кристаллизатора со стороны подачи пара сообщаются с магистралью конденсата до его входа в теплообменник.
eleven . The device according to claim 6, CHARACTERIZED IN THAT the steam source is made in the form of a steam compressor with its own water supply nozzle, while the compressor inlet is connected to the volume of the crystallizer with from the side of the concentrated sea salt solution supply, and the water supply nozzle and the volume of the crystallizer from the steam supply side communicate with the condensate line before it enters the heat exchanger.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP21883391.1A EP4234501A1 (en) | 2020-10-20 | 2021-11-30 | Method for producing drinking water from seawater and device for carrying out same |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020134436 | 2020-10-20 | ||
| RU2020134436A RU2750147C2 (en) | 2020-10-20 | 2020-10-20 | Method for producing drinking water from seawater and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2022086369A1 true WO2022086369A1 (en) | 2022-04-28 |
Family
ID=73835248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2021/000527 WO2022086369A1 (en) | 2020-10-20 | 2021-11-30 | Method for producing drinking water from seawater and device for carrying out same |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4234501A1 (en) |
| RU (1) | RU2750147C2 (en) |
| WO (1) | WO2022086369A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1717080A1 (en) * | 1963-01-18 | 1971-12-23 | Prof Othmer Donald F | Process for the extraction of pure water from seawater and other solutions by flash evaporation and condensation |
| RU1783987C (en) * | 1988-10-08 | 1992-12-23 | Форшунгецентрум Юлих Гмбх | Process for producing purified water and substances dissolved in it |
| RU2155625C2 (en) * | 1994-09-05 | 2000-09-10 | Якоб Хойсс | Method and device for sea water desalination |
| RU81720U1 (en) | 2008-12-16 | 2009-03-27 | Виктор Демидович Шпирный | DESCRIPTION INSTALLATION |
| WO2011090399A1 (en) | 2010-01-20 | 2011-07-28 | Fomin Vladimir Fjodorovich | Reverse osmosis water distilling module (variant embodiments) |
-
2020
- 2020-10-20 RU RU2020134436A patent/RU2750147C2/en active
-
2021
- 2021-11-30 EP EP21883391.1A patent/EP4234501A1/en active Pending
- 2021-11-30 WO PCT/RU2021/000527 patent/WO2022086369A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1717080A1 (en) * | 1963-01-18 | 1971-12-23 | Prof Othmer Donald F | Process for the extraction of pure water from seawater and other solutions by flash evaporation and condensation |
| RU1783987C (en) * | 1988-10-08 | 1992-12-23 | Форшунгецентрум Юлих Гмбх | Process for producing purified water and substances dissolved in it |
| RU2155625C2 (en) * | 1994-09-05 | 2000-09-10 | Якоб Хойсс | Method and device for sea water desalination |
| RU81720U1 (en) | 2008-12-16 | 2009-03-27 | Виктор Демидович Шпирный | DESCRIPTION INSTALLATION |
| WO2011090399A1 (en) | 2010-01-20 | 2011-07-28 | Fomin Vladimir Fjodorovich | Reverse osmosis water distilling module (variant embodiments) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2020134436A3 (en) | 2021-03-12 |
| RU2750147C2 (en) | 2021-06-22 |
| EP4234501A1 (en) | 2023-08-30 |
| RU2020134436A (en) | 2020-12-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BE1025537B1 (en) | APPARATUS AND METHOD FOR TREATING WASTE WATER CONTAINING AMMONIUM SALTS | |
| KR100732066B1 (en) | Method for extracting minerals of high purity from deep ocean water by using low temperature vacuum crystallization | |
| JP3718227B2 (en) | Seawater desalination method and apparatus | |
| US4434057A (en) | Water purification utilizing plural semipermeable membrane stages | |
| KR100885175B1 (en) | Method for producing mineral water and mineral salts comprising mineral isolated from deep ocean water | |
| CN102531256B (en) | Process method and device for desalting seawater at low temperature | |
| CN111484178A (en) | Comprehensive treatment method for seawater or strong brine | |
| CN104071808A (en) | Method for preparing industrial salt through separation, evaporation and crystallization of coal chemical strong brine | |
| CN105384300A (en) | Method for treating high-salt-content wastewater by using multi-stage electrically driven ion membrane | |
| CN102030441A (en) | Method for treating wastewater in production of sebacic acid | |
| CN106966535A (en) | Strong brine zero-emission film is concentrated and sub-prime crystallization processes and equipment | |
| CN106186550A (en) | Sewage recycling Zero emission device and method | |
| CN102838134A (en) | Sal prunella coproduction technology and device adopting sodium sulfate type bittern mechanical vapour recompression method | |
| CN112079466A (en) | Full-membrane seawater desalination treatment system and method | |
| JP2003212537A (en) | Method and apparatus for manufacturing salt from seawater | |
| CN203229436U (en) | Seawater desalination, resources comprehensive utilization and zero discharge treatment system | |
| RU2750147C2 (en) | Method for producing drinking water from seawater and device for its implementation | |
| CN107055886B (en) | A kind of depth graded divides salt technique | |
| JP6034601B2 (en) | Sodium bicarbonate recovery device and recovery method | |
| CN108314114A (en) | A kind of method of ammonium salt-containing wastewater treatment | |
| CN206156979U (en) | High processing apparatus who contains salt difficult degradation saccharin industrial waste water waste gas | |
| CN111661886A (en) | MVR evaporation salt separation system | |
| CN213865800U (en) | High enriched brine evaporation crystallization device | |
| CN214570785U (en) | System for extracting magnesium sulfate and sodium chloride from desulfurization wastewater | |
| CN108314112A (en) | A kind of method of ammonium salt-containing wastewater treatment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 21883391 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2021883391 Country of ref document: EP Effective date: 20230522 |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 523440793 Country of ref document: SA |